Способи пуску, реверсування і гальмування електродвигуна постійного струму

Короткочасний стрибок напруги, що спостерігається при пуску електродвигуна, називають струмом пуску. З технічної точки зору пуск електродвигуна самий складний і відповідальний відрізок, так як від нього залежить не тільки швидкість виробничих процесів, але і безпеку інших споживачів, підключених до єдиної мережі. Якщо не обладнати силову установку засобами м'якого пуску, рано чи пізно виникне аварійна ситуація, продиктована перегріву обмоток і руйнуванням ізоляції. Для зниження таких ризиків, після старту потрібно як можна швидше знизити частоту стартового обертання ротора, довівши її до номінальної.

Щоб зрозуміти, як електродвигуни асинхронні функціонують в різних умовах, розглянемо всі варіанти запуску.

Почнемо з плавного пуску. Коли ми говоримо, плавний пуск електродвигуна, то маємо на увазі подачу напруги від окремого джерела живлення. Така схема застосовується для двигунів великої потужності, де звичайні реостати менш ефективні і зручні.

Прямий пуск. Обмотка якоря приєднується безпосередньо з мережею, за умови того, що номінальні характеристики силової установки для цього підходять. Якщо брати поширені способи пуску двигуна постійного струму, пряме з'єднання вважається найбільш вдалим рішенням. Але, застосування прямого старту вимагає дотримання ряду супровідних умов:

• стабільне живлення;

• міцний контакт з приводом.

Застосування цього методу не призводить до перегріву обмоток. Температура підвищується незначно, що не можна сказати про інші способи. До нього вдаються, якщо відсутні обмеження на що надходить з мережі імпульс.

Підкреслимо, що прямий старт не підходить для потужних установок, так як в момент первинного живлення, стрибок струму може перевищувати робоче значення в 50 разів.

Реостатний пуск. Третя схема, яку називають реостатний пуск асинхронного двигуна, застосовується для обв'язки великогабаритних агрегатів. Відсутність обмежень по потужності мотора, робить реостат універсальним рішенням для промислових кіл. Реостат – це провід, що володіє високим питомим опором. Після старту, опір реостата зменшується у відповідності зі зниженням оборотів ротора. Такий механізм допомагає уникнути стрибків, і дозволяє швидше вийти на робочу частоту. Мінусом схеми вважаються великі втрати в самому реостате.

Пристрій плавного пуску (ПП) в асинхронних агрегатах

Для огляду цього способу старту ми вирішили виділити окремий розділ, адже пристрій плавного пуску асинхронного електродвигуна буде цікаво більшості читачів, та як саме софтстартеры застосовується у 80% промислових схем малої потужності.

Софтстартеры працюють на базі силових симмисторов або ж тиристорів. За своєю функціональною суттю це безтрансформаторные перетворювачі напруги. Пристрої плавного пуску використовуються:

• у малопотужних мережах, при підключенні потужних двигунів;

• при пуску агрегату під навантаженням;

• у схемах з повним контролем пуску, розгону, гальмування;

• для зниження рівня пускового імпульсу.

Іншими словами, пристрій плавного пуску електродвигуна принцип роботи якого базується на тотальному контролі сили струму, підходить для здешевлення схем, і виступає універсальним приладом для підключення асинхронних машин з короткозамкненим ротором. У порівнянні з перетворювачами частоти, софтстартеры коштують дешевше, мають менші габарити і вагу.

Також іноді можна зустріти схеми підключення, в яких пуск виконується за допомогою паралельного або послідовного збудження обмоток. Паралельне збудження забезпечує жорсткий старт, характерний для верстатного обладнання. Послідовне збудження застосовується в електротранспорті.

Гальмування електродвигунів

Даний процес має проходити з належною ефективністю, так як від нього залежить безпека агрегату і ККД. Зупинка двигуна відбувається за рахунок:

• динамічного гальмування;

• противовключения;

• рекуперації.

Кожен спосіб має свої сильні сторони. При облаштуванні мережі головне підібрати саме той, з яким вийде досягти найвищої продуктивності.

Динамічне гальмування двигуна постійного струму полягає в тому, що обмотка статора від'єднується від мережі змінного струму і підключається до джерела постійного струму. Змінюється напрямок електромагнітного поля, з-за чого відбувається зупинка. Цей метод має загальне схожість з тим, як працюють динамо-машини. Інтенсивність процесу регулюється номіналом підведеної напруги. Застосовується у верстатах, циркулярних пилах, підйомних механізмах.

Опозиції. Своєрідний реверс двигуна постійного струму, при якому поле змінюється на протилежне. Гідність методу полягає в миттєвому спрацьовуванні гальмування.

Рекуперативного метод. Застосовується на електротранспорті: трамваях, тролейбусах, і навіть в електросамокатах. Зупинка здійснюється за принципом генератора, коли вироблена електроенергія подається назад в систему. Частково, рекуперація відповідає на питання, як реверсувати двигун постійного струму, але є у цього і зворотна сторона. Так, при рекуперації, гальмівний момент залежить від швидкості обертання ротора. Як наслідок – різкі поштовхи в момент зупинки.

На завершення огляду скажемо кілька слів про зміну напряму руху двигуна. У трифазних моделях для зміни обертання потрібно вимкнути агрегат, дістатися до клем і поміняти місцями жили чорного та коричневого кольору. Це дозволить задати лівостороннє або правостороннє обертання ротора. На питання, як можна змінити напрям обертання двигуна постійного струму з однофазному підключенні, є тільки одна відповідь – перекинувши фазу на початок робочої обмотки.